Hệ thống cung cấp mạ của máy cấy có kết cấu và nguyên lý làm việc nh− sau( Hình 4.2)
1. Hộp số cấy; 2. Trục cam; 3. Trục dịch chuyển dàn mạ 4. Trục chủ động; 5. Hộp xích; 6. Côn tr−ợt bảo vệ tay cấy; 7. Tay cấy
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………40
Từ hộp số chuyển động chính của máy cấy, chuyển động đ−ợc truyền vào hộp số cấy (1) thông qua các đăng và bánh răng côn đến trục chủ động (4). Từ trục chủ động chuyền động đ−ợc truyền đến các tay cấy qua bánh răng và xích.
Đồng thời với quá trình tay cấy gắp mạ từ tấm mạ để cấy xuống ruộng thì dàn đựng mạ phải dịch chuyển sang ngang để lần gắp sau tay cấy lại gắp một miếng mạ mới. Để dịch chuyển dàn đựng mạ sang ngang trong hộp số cấy sử dụng trục cam (2) có r1nh xoắn (hình 4.3). Với các thông số sau:
- B−ớc xoắn: t = 31mm
- Số vòng : 8 vòng
- Khoảng cánh 2 đầu l−ợn: 9.5mm
Hình 4.3 . Trục cam xoắn
Trục cam xoắn truyền chuyển động lên trục dịch chuyển dàn mạ (3) thông qua chốt dẫn h−ớng (hình 4.4).
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………41
việc thì chốt dẫn h−ớng có khả năng dịch ngang và tự xoay để chạy trong r1nh xoắn. Khi tay cấy gắn đến mép ngoài cùng của khay mạ thì dàn mạ lại đổi h−ớng chuyển động quay lại. Nh− vậy với khoảng cách cấy là 300 mm, thì trục dịch chuyển dàn mạ dịch chuyển hành trình 267 mm.(Gờ đỡ mạ có khoảng cánh 17 mm, 2 bên 34mm)
Hình 4.5. Trục cam dịch chuyển dàn mạ
Để có thể giảm khoảng cách hàng cấy xuống 250mm thì trục cam cũng phải đ−ợc thiết kế với b−ớc xoắn và khoảng cánh dịch chuyển thích hợp.
Khi hàng cấy xuống 250mm thì chốt dẫn h−ớng trên r1nh xoắn phải dịch chuyển một khoảng là 216mm, để đảo bảo khoảng cánh này chúng tôi thay đổi số b−ớc và khoảng cách b−ớc của trục cam mới.(hình 4.6).
- B−ớc xoắn: t = 28mm; Số vòng : 7 vòng; Khoảng cánh 2 đầu l−ợn: 10mm
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………42
Khi thay đổi thiết kế trục cam xoắn với b−ớc xoắn t = 28 mm, khả năng di chuyển của chốt trên r1nh xoắn dễ dàng hơn nh−ng dễ bị kẹt, va chạm tại vị trí giao nhau của r1nh xoắn đi và r1nh xoắn đảo chiều. Để tránh hiện t−ợng đó chúng tôi thiết kế lại chốt dẫn h−ớng, đảo bảo mặt dẫn h−ớng và mặt tiếp xúc của chốt với r1nh xoắn phải sát và không có khả năng lắc ngang.
Hình 4.7. Chốt dẫn h−ớng mới
Sau khi thiết kế chúng tôi kiểm tra khả năng dịch chuyển của chốt dẫn h−ớng và d1nh xoắn có đảm bảo không bị kẹt và va đập, chúng tôi đ1 kiểm nghiệm trên phần mền dynamic_designer_motion.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………43 4.3. Thiết kế, cải tiến cụm tay cấy.
Trong máy cấy 6 hàng có 3 cụm tay cấy, mỗi cụm gồm 1 tay cấy trái và một tay cấy phải (hình 4.9)
1. Thanh kẹp mạ 2. Lò xo đẩy 3.Cần dúi mạ Hình 4.9. Tay cấy
Chuyển động quay của tay cấy lấy từ trục chủ động truyền qua bánh răng và xích. Trên tay cấy lắp thanh kẹp mạ (1). Mỗi lần tay cấy chuyển động qua tấm mạ thảm, thanh kẹp mạ sẽ sẽ gắp một miếng mạ ra khỏi thảm mạ. Đến thời điểm thấp nhất của tay cấy hệ thống lò xo (2) đẩy cần dúi mạ (3) xuống làm cho miếng mạ rời khỏi thanh kẹp và cắm vào đất. Trong quá trình tay cấy chuyển động lên thì cần dúi mạ thu về vị trí ban đầu (thông qua cơ cấu cam và lò xo ép). Sau mỗi vòng quay hành trình lại lặp lại.
Để bảo vệ tay cấy trong quá trình làm việc khi quá tải (gặp vật cứng hoặc đá trong thảm mạ) sử dụng bộ côn trựơt. Trong tr−ờng hợp gặp vật cứng côn tr−ợt không cho phép truyền chuyển động quay đến tay cấy thông qua hệ thống vấu và lò xo (hình 4.10).
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………44
1. Trục bị động ; 2. Vòng h1m; 3. Cụm vấu chủ động; 4. Cụm vấu bị động; 5. Lò xo đẩy; 6. Chốt chẻ.
Hình 4.10. Cấu tạo bộ côn tr−ợt
Với khoảng cánh giữa 2 tay cấy là 300 mm thì hệ thống côn tr−ợt lắp trực tiếp lên trục chuyển động của cụm tay cấy (hình 4.11).
Hình 4.11. Cụm tay cấy với côn tr−ợt cũ 300
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………45 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Để có thể giảm bớt khoảng cánh giữa 2 tay cấy xuống 250 đề tài đ1 thay đổi thiết kế, đ−a hệ thống côn chống quá tải của tay cấy lên phía trục chủ động.
1. Trục chủ động; 2. Cụm côn chống quá tải Hình 4.12. Côn chống quá tải mới
Kết cấu và nguyên lý làm việc của côn tr−ợt vẫn giữ nguyên, khi đó khoảng không gian lắp côn chống quả tải tay cấy không còn nên khoảng cách hàng cấy đ−ợc rút ngắn (hình 4.13)
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………46
Để thu hẹp khoảng cách hàng cấy xuống còn 250mm, chúng tôi cũng phải cải tiến cụm đỡ dàn mạ, cơ cấu đẩy mạ, cửa ra mạ và bàn tr−ợt để phù hợp với khoảng cách đ1 thay đổi.
4.4. Nghiên cứu quỹ đạo chuyển động tuyệt đối và các điều chỉnh ảnh h−ởng đến quỹ đạo của tay cấy h−ởng đến quỹ đạo của tay cấy
Hiện nay trên thế giới đ1 có hai loại tay cấy dùng để gắp mạ: loại tay cấy thông dụng (low speed) trên nguyên lý của cơ cấu bốn khâu, một vòng quay 1 lần gắp mạ và một loại dùng cho máy cấy tốc độ cao (high speed) sử dụng bánh
răng hành tinh, một vòng quay có 2 lần gắp mạ.
Hình 4.14. Mô hình quỹ đạo làm việc của tay cấy tốc độ cao (high speed)
Với điêù kiện đồng ruộng và khả năng chế tạo hiện tại của Việt Nam thì việc nghiên cứu sử dụng tay cấy tốc độ cao là ch−a phù hợp
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………47
* Quỹ đạo chuyển động của tay cấy khi gắp mạ
Hình 4.16. Sơ đồ tay cấy khi làm việc
Khi máy cấy làm việc tuỳ theo điều kiện nông học của từng vùng mà ta có các điều chỉnh về số dảnh mạ trên một khóm và độ sâu cấy khác nhau.
Sự điều chỉnh này đ−ợc thực hiện bằng cách thay đổi tâm quay cần lắc của trên khung máy trong khoảng điều chỉnh bằng vít điều chỉnh và khoảng điều chỉnh này là 30mm. ứng với từng vị trí của cần lắc có những độ sâu và số dảnh mạ khác nhau (hình vẽ:4.16).
Hình 4.17. Vị trí tâm quay của cần lắc tay cấy ở điểm chết trên
Cần lắc Vít điều chỉnh Mạ thảm Tay quay Tấm đỡ thảm mạ Thanh nối Cần lắc Cần dúi mạ
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………48
Hình 4.18. Vị trí tâm quay của cần lắc tay cấy ở điểm chết d−ới
Để tìm hiểu quỹ đạo của tay cấy chúng tôi sử dụng ch−ơng trình dynamic_designer_motion với thông số thực của máy:
- Chiều dài tay quay (mm): 35 - Chiều dài thanh nối (mm): 90 - Chiều dài thanh lắc (mm): 90 - Khoảng cách từ tâm quay đến đỉnh răng cấy( mm): 190 - Vận tốc tiến của máy(km/h) (vận tốc TB): 1,36 - Khoảng cánh cấy (mm): 140
• Quỹ đạo của nỉa tách mạ khi máy cấy làm việc với VM = 1,36km/h
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………49 ðồ thị quỹủạo chuyển ủộng của nỉa tỏch mạ -40 -30 -20 -100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 t(s) Y ( m m ) Series1
Nỉa tách mạ có chuyển động song phẳng nên các điểm trên nỉa tách mạ có quỹ đạo chuyển động khác nhau. Trên hình là đồ thị toạ độ (tung độ) điểm đầu mút của nỉa tách mạ.
• Quỹ đạo của cần dúi mạ
Trong quá trình hoạt động của tay cấy nỉa tách mạ sẽ tách từ thảm mạ một miếng mạ nhỏ. Khi nỉa tách mạ đ−ợc tay cấy đ−a xuống vị trí thấp nhất thì cần đẩy sẽ đẩy miếng mạ ra và dúi xuống ruộng.
Hình 4.20. Quỹ đạo chuyển động tuyệt đối của cần dúi mạ
T−ơng tự ở hình d−ới ta cũng có đồ thị toạ độ (tung độ) điểm đầu mút của cần dúi mạ
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………50 ðồ thị quỹủạo chuyển ủộng cần dỳi mạ -50 -40 -30 -20 -100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 t(s) Y (m m ) Series1
• Quỹ đạo của nỉa tách mạ và cần dúi mạ của tay cấy khi làm việc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 4.21. Quỹ đạo tuyệt đối của nỉa tách mạ và cần dúi mạ khi làm việc đồng thời
Từ quỹ đạo trên hình vẽ ta thấy quỹ đạo của nỉa tách mạ và cần đẩy mạ không có sự khác nhau nhiều, chỉ khi nỉa tách mạ đến vị trí gần thấp nhất thì cần dúi mạ dúi thẳng xuống rất nhanh (do cần đẩy mạ đ−ợc giải phóng khỏi cam ép) để miếng mạ nhỏ thoát ra hoàn toàn sau đó lại rút lên tức thời và chuyển động theo quỹ đạo giống nh− của nỉa tách mạ.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………51
Việc khảo sát quỹ đạo chuyển động tuyệt đối của nỉa tách mạ ở giai đoạn dúi mạ theo các vị trí điều chỉnh của tâm cần lắc cho thấy:
+ Quỹ đạo chuyển động tuyệt đối của nỉa tách mạ ở giai đoạn dúi không thấy có sự khác biệt. Đó là vì ở giai đoạn này, nỉa tách mạ có chuyển động rất nhanh, gần nh− tức thời do nhờ lực đàn hồi của lo xo nên có thể xem quỹ đạo chuyển động tuyệt đối của nỉa tách mạ gần nh− đoạn thẳng đứng.
Từ đó có thể rút ra kết luận là việc điều chỉnh số dảnh mạ đ−ợc cấy hoặc độ sâu cấy thông qua điều chỉnh vị trí tâm quay cần lắc trên khung máy không làm ảnh h−ởng đến “độ nghiêng ngả” của cây mạ đ−ợc cấy xuống ruộng. Thực tế quan sát trên hiện tr−ờng khi thử nghiệm máy cũng cho thấy điều đó.
Khi máy làm việc thực thế tuỳ từng giống lúa mà trong 1 khóm mạ có số dảnh khác nhau. Việc điều chỉnh số dảnh mạ này phụ thuộc vào vị trí vít điều chỉnh của cần lắc so với tâm quay của tay cấy. Hiện nay điều chỉnh này đều theo cảm quan vì trên vít điểu chỉnh không có các vạch để biết khi thay đổi thì diện tích cắt mạ sẽ thêm bớt là bao nhiêu. Để thuận tiên cho ng−ời sử dụng máy cấy chúng tôi tiến hành khảo sát quỹ đạo của tay cấy với cái vị trí cần lắc khác nhau để tìm ra mối quan hệ giữa vít điều chỉnh và diện tích cắt mạ (số dảnh mạ).
Hình 4.22. Cấu tạo cửa lấy mạ
Tấm đỡ dàn mạ Cửa lấy mạ
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………52
Số dảnh mạ phụ thuộc vào diện tích nỉa tách mạ cắt ra từ cửa lấy mạ. Bề rộng của của lấy mạ đ−ợc cố định theo thiết kế B =14mm, do vậy việc tăng giảm số dảnh mạ phụ thuộc vào chiều sâu với của nỉa tách mạ trên cửa ra mạ và đ−ợc thay đổi theo vít điều chỉnh.
Khi tiến hành khảo sát khoảng dịch chuyển chiều sâu với của nỉa tách mạ, chúng tôi chia cửa lấy mạ với chiều cao thiết kế 17mm thành 17 đoạn (mỗi đoại 1mm), để tiến hành xác định điểm cắt nhau giữa quỹ đạo của nỉa tách mạ với cửa ra mạ ứng với vị trí vít điều chỉnh cần lắc khác nhau (hình 4.22 ).
Hình 4.23. Cửa lấy mạ khi nỉa lấy mạ đi vào
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………53
Hình 4.25. Vị trí lấy mạ khi vít điều chỉnh cần lắc ở điểm chết trên
Từ đồ thị quỹ đạo của nỉa tách mạ ta xác định đ−ợc ứng với khoảng điều chỉnh vị trí cần lắc 30mm giữa hai điểm tận cùng thì chiều cao với của nỉa tách mạ thay đổi trong khoảng 4 -14 mm.
Nh− vậy:
- Diện tích tách mạ nhỏ nhất của tay cấy: 14mm x 4mm = 56 mm2
- Diện tích tách mạ lớn nhất của tay cấy: 14mm x 14mm = 196 mm2
Để dễ dàng cho việc điều chỉnh khi sử dụng máy chúng tôi chia khoảng điều chỉnh 30mm thành 5 khoảng, mỗi khoảng t−ơng ứng với 6mm với điểm chết d−ới là điểm 0mm và điểm chết trên là 30mm.
Hình 4.26 . Khoảng cách điều chỉnh cần lắc
0 1 2 3 4 5
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………54
Tiến hành t−ơng tự để tìm điểm cắt nhau giữa quỹ đạo tay cấy và của ra mạ với 4 vị trí điều chỉnh khác t−ơng ứng 6, 12, 18, 24mm, ta có bảng kết quả sau:
- Khoảng dịch chuyển chốt cần lắc: 6mm = 3 vòng quay của vít điều chỉnh - Với mật độ gieo hạt 0,9 – 1kg/m2 thì trên diện tích 0,5cm2 thì có khoảng 2-3 dảnh mạ
Bảng 4.1. Mối t−ơng quan giữa vị trí điều chỉnh và diện tích cắt mạ
Vị trí điều chỉnh
Khoảng cách chỉnh chuyển
Diện tích miếng mạ (mm2) Số dảnh mạ trong một khóm(cây) 5 30 15 x 4 = 60 2 4 24 15 x 6 = 90 2 - 3 3 18 15 x8 = 120 3 - 4 2 12 15x10 = 150 4 - 5 1 6 15x11.6 = 174 5 - 6 0 0 15x14 = 210 6 - 7
Nh− vậy tuỳ theo điều kiện từng vùng và từng giống mạ mà ng−ời sử dụng có thể cho vít điều chỉnh nằm ở khoảng điều chỉnh nào sẽ có diện tích miếng mạ và số dảnh mạ thích hợp. Nếu muốn thêm số dảnh hoắc bớt đi ng−ời sử dụng chỉ việc quay vít điều chỉnh lên hoặc xuống 3 vòng một để thêm bớt dảnh mạ theo yêu cầu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tuy nhiên việc điều chỉnh này cũng ảnh h−ởng đến độ sâu cấy nên chúng tôi cũng khảo sát để tìm mối quan hệ giữa diện tích cắt mạ và độ sâu cấy.
* Quỹ đạo và độ sâu cấy ứng với vit điều chỉnh ở vị trí trên (điểm chết trên )
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………55
Hình 4.27. Quỹ đạo tay cấy khi vít điều chỉnh ở vị trí trên cùng
ðộ sõu cấy tại vị trớ vớt ủiều chỉnh ởủiểm chết trờn -60 -50 -40 -30 -20 -100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 t(s) Y (m m ) Series1
Hình 4.28. Độ sâu cấy khi vít điều chỉnh ở vị trí trên cùng
* Quỹ đạo và độ sâu cấy ứng với vít điều chỉnh ở vị trí d−ới (điểm chết d−ới)
Hình 4.29. Quỹ đạo tay cấy khi vít điều chỉnh ở vị trí d−ới cùng
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………56 ðộ sõu cấy tại vị trớ vớt ủiều chỉnh ởủiểm chết dưới -50 -40 -30 -20 -100 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 t(s) Y (m m ) Series1
Hình 4.30. Độ sâu cấy khi vít điều chỉnh ở vị trí d−ới cùng Tiến hành t−ơng tự với các điểm còn lại ta có bảng sau: